鋼絲繩在起重運(yùn)輸機(jī)械的應(yīng)用及壽命探討

楊大海

摘要：鋼絲繩是起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)作業(yè)的重要應(yīng)用工具，鋼絲繩的壽命和磨損程度對(duì)作業(yè)安全和作業(yè)效果有重要影響。本文將向大家介紹在起重運(yùn)輸機(jī)械方面鋼絲繩的使用，并對(duì)影響其使用壽命的因素進(jìn)行探討，科學(xué)的選擇和維護(hù)鋼絲繩，能夠在很大程度上延長(zhǎng)其使用壽命。

關(guān)鍵詞：鋼絲繩；起重運(yùn)輸機(jī)械；使用壽命；維護(hù)

引言

在起重運(yùn)輸機(jī)械的操作中使用鋼絲繩，鋼絲繩會(huì)因外力影響而產(chǎn)生擠壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉張等形變。在鋼絲繩形變中，其所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)疊加在一起，使鋼絲繩的應(yīng)力大大增加。并且鋼絲繩的受力實(shí)時(shí)變化，形成交變應(yīng)力，如果鋼絲繩選用不當(dāng)，或使用維護(hù)不當(dāng)會(huì)有很大的安全隱患。在一定的時(shí)間鋼絲繩會(huì)達(dá)到其疲勞強(qiáng)度，造成鋼絲繩斷裂，形成大的安全事故。所以怎樣科學(xué)合理的將鋼絲繩運(yùn)用到承重工作中來，以及怎樣延長(zhǎng)其使用壽命，是相關(guān)工作人員和科研人員所面臨的重要問題[1]。

1.鋼絲繩的使用壽命

鋼絲繩在起重作業(yè)中，受到的作用力主要是拉力，除此之外，在對(duì)卷筒、圓盤、滑輪進(jìn)行繞行時(shí)，還要承受彎曲和擠壓等作用力。由于鋼絲繩復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，鋼絲繩索承受的作用力不僅有形變時(shí)產(chǎn)生的的彎曲應(yīng)力，還有其在加工制造過程中殘余的彈性應(yīng)力。

1.1.影響鋼絲繩壽命的使用條件

靜態(tài)的拉伸負(fù)荷和作用力對(duì)鋼絲繩的壽命影響不大，對(duì)其壽命影響較大的是震動(dòng)的拉力影響，在這種情況下多使用重要用途鋼絲繩（GB8918），這樣能夠確保安全和較長(zhǎng)的使用壽命。由于鋼絲繩所處情況時(shí)時(shí)變化，所以其所能夠承受的交變彎曲程度也會(huì)時(shí)時(shí)不同[2]。如在繩輪直徑較大和繩輪直徑較小時(shí)，鋼絲繩的彎曲次數(shù)就會(huì)不同。其余參數(shù)確定時(shí)，直徑較大的鋼絲繩壽命就會(huì)短于直徑較小的鋼絲繩。而在對(duì)鋼絲繩進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不斷完善其相關(guān)系數(shù)，使其最低的安全系數(shù)和彎曲直徑與繩徑比值，并使這些數(shù)值都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這樣就能夠有效延長(zhǎng)鋼絲繩的壽命。

1.2. 影響槽型的因素

1.2.1. 槽型

曲線繩槽對(duì)鋼絲繩契合程度會(huì)對(duì)鋼絲繩的壽命產(chǎn)生影響，若切合程度較好，就能夠?qū)摻z繩所承受的內(nèi)部和外部壓力減到最小。槽型的不同也會(huì)影響到鋼絲繩的壽命，圓形槽比其他型號(hào)的繩槽更適合使用。下方帶有切口的圓形槽與交互捻鋼絲繩隊(duì)楔形槽能夠更好的適應(yīng)鋼絲繩作業(yè)。

1.2.2. 滑輪材料

繩槽與鋼絲的彈性模量常常會(huì)對(duì)鋼絲繩的壓應(yīng)力產(chǎn)生影響。當(dāng)使用較小的多層圓股繩、鋼芯多股繩、股繩捻制繩時(shí)，導(dǎo)向輪繩槽使用較軟的材料做襯墊，能夠延長(zhǎng)其壽命。在礦井提升時(shí)使用彈性較好的繩槽襯墊，不僅能夠延長(zhǎng)鋼絲繩的壽命，還能使提升機(jī)和起重機(jī)壽命增加1.5-3倍。需要注意的是，鋼絲繩內(nèi)部的磨損會(huì)因外部鋼絲減小應(yīng)力而增加。

1.2.3. 交變彎曲形式

反向彎曲和同向彎曲是鋼絲繩從平直到彎曲或從彎曲到平直的交變彎曲的主要形式。在反向彎曲過程中，鋼絲繩會(huì)承受兩倍的彎曲應(yīng)力，明顯降低其使用壽命。

1.3. 磨損與腐蝕

腐蝕之所以會(huì)使鋼絲繩的壽命減少，是因?yàn)楦g會(huì)使鋼絲繩的載重橫截面減小，從而導(dǎo)致所能夠承受的應(yīng)力降低。腐蝕是礦井?dāng)嗬K事故的罪魁禍?zhǔn)祝淦鹨蚴菈m埃和水滲入繩內(nèi)或繩芯壞損[3]。磨損是因鋼絲繩的表面受到摩擦損耗而形成的，與輪盤材質(zhì)、滑輪速度、支撐壓力等有重要聯(lián)系。磨損會(huì)嚴(yán)重影響鋼絲繩的使用壽命，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)致使鋼絲斷裂。

1.4 .鋼絲的力學(xué)性能

鋼絲繩的壽命是直接由鋼絲的力學(xué)性能決定的。在選取鋼絲材料時(shí)，需考慮起重運(yùn)輸機(jī)械的需求情況，考慮鋼絲繩的力學(xué)性能是否能夠滿足機(jī)械作業(yè)要求。

2.鋼絲繩的使用條件和要求

2.1. 承載要求

鋼絲繩的捻制和結(jié)構(gòu)同樣會(huì)對(duì)其使用壽命產(chǎn)生影響。交互捻鋼絲繩比同向捻鋼絲繩的交變系數(shù)要小，且交互捻鋼絲繩較少出現(xiàn)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，所以大部分情況下都會(huì)使用交互捻鋼絲繩。

2.2.彈性模量

通常情況下，鋼絲是屬于震動(dòng)系統(tǒng)組合的，所以鋼絲繩的的彈性性能能夠在機(jī)械作業(yè)中有廣泛應(yīng)用，這樣就會(huì)促使一些量值不是精確數(shù)據(jù)，而是在一定范圍區(qū)間上的。

3.鋼絲繩的安裝和更換

3.1.鋼絲繩的截取工作

3.1.1. 截取

選擇適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，從繩筒上將鋼絲繩截取下來，并儲(chǔ)存在干凈的地方。

3.1.2.安裝條件

鋼絲繩在安裝前應(yīng)保持在自然狀態(tài)，在裝配鋼絲繩時(shí)，安裝人員應(yīng)對(duì)鋼絲繩的狀況進(jìn)行檢查，預(yù)防繩體扭結(jié)，以防增加自身磨損，影響其使用壽命。在切割鋼絲繩時(shí)使用電弧或刀具等方式都是可行的，在鋼絲繩截取后，應(yīng)對(duì)其切割出使用鐵絲捆綁，捆綁時(shí)應(yīng)注意避免對(duì)下一步安裝穿繩造成影響。在捆綁直徑大于安裝穿繩所需直徑最大限度時(shí)，應(yīng)使用電弧在其切割處將其焊好，必要時(shí)可將穿繩用的螺母一并焊上。

3.2. 鋼絲繩安裝技術(shù)的選擇

采用合理科學(xué)的安裝技術(shù)，可以降低鋼絲繩發(fā)生扭結(jié)的頻率，從而降低鋼絲繩的損耗程度，延長(zhǎng)使用壽命。在對(duì)穿繩技術(shù)需求較為復(fù)雜的機(jī)械設(shè)施進(jìn)行安裝時(shí)，要進(jìn)行預(yù)演，連接鋼絲繩切割端時(shí)，先不要固定死，在全部安裝鋼絲繩，并且空載繩到位后，在扭結(jié)狀況最輕時(shí)再固定鋼絲繩連接處。

3.3. 鋼絲繩使用的磨合期

在起重設(shè)備剛剛安裝完鋼絲繩時(shí)，不能立刻投入使用，需要先進(jìn)行磨合試車，否則會(huì)縮短鋼絲繩壽命。在磨合試車過程中，起重設(shè)備應(yīng)經(jīng)歷空運(yùn)轉(zhuǎn)、輕載、再到重載的磨合過程，輕載和重載維持時(shí)間可在一小時(shí)左右。在試車過程中，要適時(shí)適量添加潤(rùn)滑劑，調(diào)節(jié)作業(yè)狀態(tài)，如發(fā)生鋼絲繩扭結(jié)或咬繩等狀況，應(yīng)即刻停止作業(yè)，進(jìn)行處理。

4.總結(jié)

對(duì)鋼絲繩的合理科學(xué)選用、維護(hù)、安裝、管理，能夠有效延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命。在對(duì)鋼絲繩進(jìn)行管理時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼絲繩的產(chǎn)量進(jìn)行記錄，并及時(shí)更新檔案。在對(duì)鋼絲繩進(jìn)行使用維護(hù)時(shí)，應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷完善對(duì)鋼絲繩的使用和維護(hù)技術(shù)，以延長(zhǎng)鋼絲繩壽命，降低作業(yè)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]凌晨.鋼絲繩的選購(gòu)與使用[J].金屬制品，2009，5（12）：76-78.

[2]呂振山.孫品品.采油機(jī)械用鋼絲繩的選擇及應(yīng)用[J].金屬制品，2010，36（5）：75-76.

[3]侯慶林.三角殷鋼絲繩的應(yīng)用領(lǐng)域[J].金屬制品，2010，3（4）：24-28.